JavaScript で WeakMap と WeakSet をマスターする: 効率的なメモリ管理

JavaScript における WeakMap と WeakSet を理解する

WeakMap と WeakSet は Map と Set に似ていますが、メモリ管理に関連する重要な違いがあります。 WeakMap と WeakSet はどちらもオブジェクトの保存を可能にしますが、キーや値が他の場所で参照されなくなった場合のガベージ コレクションを妨げることはありません。これは、オブジェクトに関するメタデータを保存する必要があるが、ストレージにそれらのオブジェクトを不必要に存続させたくない場合に役立ちます。

1. JavaScript の WeakMap

WeakMap は、キーと値のペアのコレクションです。キーはオブジェクトである必要があります、値は任意のデータ型にすることができます。 WeakMap の主な特徴は、キーへの参照が他にない場合でもキーのガベージ コレクションが妨げられないことです。

WeakMap の作成

WeakMap コンストラクターを使用して、キーと値のペアの配列を渡して WeakMap を作成できます。

const weakMap = new WeakMap();

WeakMap へのエントリの追加

set() メソッドを使用してエントリを追加します。

const weakMap = new WeakMap();

WeakMap の主な特徴:

• キーはオブジェクトである必要があります: 文字列や数値などのプリミティブ値はキーとして使用できません。
• ガベージ コレクション: WeakMap でキーとして使用されているオブジェクトが参照されなくなった場合、対応するキーと値のペアがマップから自動的に削除され、メモリ リークの回避に役立ちます。

WeakMap メソッド:

• set(key, value): キーと値のペアを追加します。
• get(key): 指定されたキーの値を取得します。
• has(key): マップにキーが存在するかどうかを確認します。
• delete(key): キーと値のペアを削除します。

const obj = {};
const weakMap = new WeakMap();

weakMap.set(obj, 'This is a weak map entry');

console.log(weakMap.get(obj));  // Output: 'This is a weak map entry'

WeakMap に関する重要な注意事項:

• メモリ効率が高い: WeakMap はキーへの参照がなくなると自動的にエントリを削除するため、メモリ リークを心配することなくメタデータをキャッシュまたは保存するのに適しています。
• 反復性: WeakMap は反復可能ではありません。つまり、エントリを直接ループすることはできません (forEach() または for...of など)。

2. JavaScript の WeakSet

WeakSet は Set に似ていますが、オブジェクト を値として保存することのみが可能であり、その要素の自動ガベージ コレクションも可能ですセットに格納されているオブジェクトへの参照がない場合。

WeakSet の作成

WeakSet コンストラクターを使用して WeakSet を作成できます。

const obj1 = {};
const obj2 = {};

const weakMap = new WeakMap();

weakMap.set(obj1, 'value1');
weakMap.set(obj2, 'value2');

console.log(weakMap.get(obj1));  // Output: 'value1'
console.log(weakMap.has(obj2));  // Output: true

weakMap.delete(obj1);
console.log(weakMap.has(obj1));  // Output: false

WeakSet へのエントリの追加

add() メソッドを使用してエントリを追加します。

const weakMap = new WeakMap();

WeakSet の主な特徴:

• 値はオブジェクトである必要があります: 文字列や数値などのプリミティブ値は使用できません。
• ガベージ コレクション: WeakSet は、セットに格納されているオブジェクトへの参照がない場合、要素を自動的に削除します。

WeakSet メソッド:

• add(value): セットに値を追加します。
• has(value): セットに値が存在するかどうかを確認します。
• delete(value): セットから値を削除します。

const obj = {};
const weakMap = new WeakMap();

weakMap.set(obj, 'This is a weak map entry');

console.log(weakMap.get(obj));  // Output: 'This is a weak map entry'

WeakSet に関する重要な注意事項:

• メモリ効率が高い: WeakMap と同様、WeakSet エントリは使用されなくなったときにガベージ コレクションされ、メモリ リークを防ぎます。
• 反復可能ではありません: WeakSet は反復可能ではないため、forEach() または for...of ループを使用してセットを反復することはできません。

WeakMap、WeakSet、Map、Set の比較

機能

Feature	WeakMap	WeakSet	Map	Set
Key/Value Types	Keys must be objects, values can be any type	Values must be objects	Keys and values can be any type	Values must be unique, any type
Garbage Collection	Automatically garbage-collected when no references to the key	Automatically garbage-collected when no references to the value	Does not remove entries unless manually deleted	Does not remove entries unless manually deleted
Iterability	Not iterable	Not iterable	Iterable (can loop through entries)	Iterable (can loop through values)
Methods	set(), get(), has(), delete()	add(), has(), delete()	set(), get(), has(), delete()	add(), has(), delete()

ウィークマップ WeakSet 地図 セット キー/値のタイプ キーはオブジェクトである必要があり、値は任意の型にすることができます 値はオブジェクトである必要があります キーと値は任意のタイプにすることができます 値は任意の型で一意である必要があります ガベージ コレクション キーへの参照がない場合は自動的にガベージ コレクションが行われます 値への参照がない場合は自動的にガベージ コレクションが行われます 手動で削除しない限りエントリは削除されません 手動で削除しない限りエントリは削除されません 反復可能性 反復不可能 反復不可能 反復可能 (エントリをループ可能) 反復可能 (値をループできる) メソッド set()、get()、has()、delete() add()、has()、delete() set()、get()、has()、delete() add()、has()、delete() テーブル>

WeakMap と WeakSet の使用例

• WeakMap の使用例:

  • メタデータ ストレージ: オブジェクトを不必要に存続させずに、オブジェクトに関連するメタデータまたは補助データを保存する必要がある場合。
  • プライベート プロパティ: オブジェクト自体のガベージ コレクションを妨げずに、クラスまたはオブジェクトにプライベート プロパティを保存します。
  • キャッシュ: キャッシュされたオブジェクトがガベージ コレクションをブロックしないようにするキャッシュ システムを作成します。

• WeakSet の使用例:

  • オブジェクト参照の追跡: 使用されなくなったオブジェクトがガベージ コレクションされるのを防ぐことなく、オブジェクト参照を追跡する必要がある場合。
  • 一意のオブジェクト ストレージ: 重複のない一意のオブジェクトを格納する場合に便利です。オブジェクトは参照されなくなると自動的にクリーンアップされます。

結論

• WeakMap と WeakSet は、特にオブジェクトを操作する場合など、メモリ管理が重要なシナリオに最適なツールです。
• WeakMap はキーの自動ガベージ コレクションを使用するキーと値のペア用であり、WeakSet は値の自動ガベージ コレクションを使用する一意のオブジェクト用です。
• どちらの構造も通常の Map や Set よりもメモリ効率が高く、メモリ リークを防ぐ方法でのメタデータの管理、キャッシュ、オブジェクトの追跡に適しています。

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